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Construindo Foguetes

Viviane Ribeiro Linguitte Gadotti, Cesar Augusto Gadotti Sobrinho, Antonio Carlos Tavares de Oliveira Alves, Juvenal Oliveira Pinho

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Autores

Viviane Ribeiro Linguitte Gadotti; Cesar Augusto Gadotti Sobrinho; Antonio Carlos Tavares de Oliveira Alves; Juvenal Oliveira Pinho

Resumo

Após leitura de uma reportagem, cujo pano de fundo são as explorações espaciais, os alunos serão convidados a fazer parte deste universo através da construção artesanal de foguetes.

Habilidades

Compreender os termos científicos exigidos;

Apresentar habilidades manunais para recortar, fazer colagens e decorar o foguete;

Relacionar a importância das missões espaciais para o desenvolvimento de novas tecnologias, habilidades e aprendizado da humanidade.

Introdução

Que criança nunca sonhou em ser um astronauta e realizar missões espaciais?

Esta atividade tem o objetivo de resgatar estas curiosidades tão peculiares na infância e desta maneira despertas o interesse pela astronomia.

O aluno, após leitura de uma reportagem sobre exploração espacial (as sugestões estão na lista de materiais)e debate, será convidado a fazer parte de uma equipe que visa a construção de um foguete artesanal tudo isso com o intuito de aguçar a curiosidade sobre os assuntos inerentes ao tema e desta maneira conhecer e se habituar aos conceitos científicos relacionados com a astronomia e as explorações espaciais.

Materiais

Reportagem com o tema exploração espacial que servirá de introdução para o trabalho. Segue abaixo, algumas sugestões com seus endereços eletrônicos:

  • Nasa usa amortecedores para resolver problema em nova frota de foguetes. http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u435446.shtml
  • Foguete russo Soyuz se acopla à ISS com turista espacial a bordo. http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u542085.shtml
  • Brasil lança foguete em parceria com a Argentina. http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u355416.shtml
  • Nasa quer usar Lua como "ponte" para Marte, mas orçamento atrapalha. http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u593360.shtml
  • Contra-ataque dos EUA à URSS, lançamento da Apollo 11 completa 40 anos. http://www1.folha.uol.com.br/folha/ciencia/ult306u592960.shtml

    Materiais para a construção do foguete:

  • 1 garrafa PET de 600ml
  • 300ml de vinagre
  • 20gr de bicarbonato
  • 1litro de água
  • 1 garrafa PET de 2 litros
  • Rolhas de cortiça
  • 1 Tesoura
  • 1 folha de papel absorvente (papel toalha)
  • Decoração a critério do aluno (simulação do foguete na garrafa de 600 ml)

    Montagem

  • Parte prática: Construindo um foguete

    ATENÇÃO - Regra básica de segurança: NUNCA lance ou permita que lancem foguetes, mesmo que aparentemente sejam simples, na direção de pessoas ou animais. Estas atividades devem ser sempre supervisionadas por adultos.

    O professor deverá providenciar os materiais necessários ou solicitar previamente dos alunos.

    Dividir a sala em grupos.

    Separar para cada grupo os materiais e distribuir os procedimentos. Neste momento, ler atentamente com os alunos, pedir seriedade e para que sigam a risca as informações contidas nos procedimentos.

    Construção do foguete:

    O foguete é uma garrafa pet de 600 ml(fig.6). Também vamos precisar de vinagre, bicarbonato de sódio (que pode ser adquirido em farmácias ou supermercados), papel absorvente (papel toalha), uma rolha de cortiça (de garrafa de vinho ou champanhe) que entre apertada no gargalo da garrafa e para terminar uma garrafa pet de 2 litros cortada a 20 cm do fundo, que vai servir como base de lançamento (Fig. 1).

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    Figura 1

    Cada lançamento do foguete requer 20 gramas de bicarbonato de sódio que vão reagir com 300 ml de uma solução de metade vinagre e metade água. Para evitar que o bicarbonato reaja muito rapidamente com o vinagre, o pó de bicarbonato deve ser embrulhado em um pacotinho de papel absorvente, de forma a entrar com facilidade no gargalo (Fig.2). Coloque 1 litro de água na garrafa cortada, isto é, na base de lançamento(Fig. 3).

    Para fazer um lançamento,insira o pacotinho de bicarbonato, coloque os 300 ml da solução de vinagre na garrafa, e feche rapidamente a garrafa com a rolha. Agora é só colocar a garrafa emborcada na base de lançamento e pode começar a contagem regressiva(Fig.4).

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    Figura 2


    Figura 3


    Figura 4

    A parte mais delicada desse experimento é a rolha. Antes de gastar vinagre e bicarbonato teste o encaixe da rolha na garrafa. Ela não pode entrar frouxa ou excessivamente apertada. Consiga um conjunto de rolhas e use a melhor.

    Você pode pedir ao aluno que decore a garrafa de 600ml de modo a ficar parecida com um foguete utilizando o material que julgar interessante e viável(Fig. 5 e 7).

    Sob a supervisão rigorosa do professor procurar um espaço dentro da escola adequado para o lançamento (quadra ou pátio). Verificar a segurança. Posicioná-los do lado oposto ao lançamento. Faça de forma organizada sendo um lançamento de cada vez.

    OBS: Pode-se substituir o vinagre por suco de limão, o bicarbonato por fermento em pó, ou Sonrisal, ou Alka-Seltzer, ou Sal de Fruta ENO, ou sal de Andrews.

    Mas se quiser fazer um super foguete, então, use coca cola normal (não gelada) e três balas de MENTOS FRESH MINT quebradas dentro do foguete de garrafa PET de 600ml

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    Figura 5

    Procedimentos do Professor

    1ªPARTE

    Realizar a leitura da reportagem sobre o tema finalizando com um debate e explanações podendo enfatizar:

    • Os termos científicos (lei da ação e reação; propulsão; órbita; combustão; reação química; movimento linear; pressão);
    • A importância da astronomia;
    • Os termos ciêntíficos abordados na reportagem;
    • A finalidade e importância das missões espaciais;
    • O que é necessário para uma viagem espacial;
    • Explorar o que eles sabem sobre os foguetes, sondas e telescópios espaciais;
    • Explicar os mecanismos de funcionamento dos foguetes

      Após o debate e explanções solicitar aos alunos um projeto em forma de desenho de um veículo espacial (sonda, telescópio, foguete,etc).

      Realizar uma exposição dos desenhos na própria sala de aula e pedir que falem um pouco sobre o projeto.

      2ªPARTE - Construir o foguete (vide montagem)abordando e enfatizando novamente os seguintes termos científicos:

    • Lei da ação e reação
    • Propulsão
    • Órbita
    • Combustão
    • Reação química
    • Movimento linear
    • Pressão

      Observações e Resultados

      A primeira parte (leitura de reportagem e debate)visa contextualizar e dessa maneira relacionar o conteúdo teórico com a realidade, inserindo e construindo prazeirosamente os conceitos teóricos nos alunos.

      A segunda parte é prática (construção do foguete e lançamento).Esta atividade torna o ensino de astronomia mais atrativo e motivante, através da inclusão de novas práticas de ensino no cotidiano escolar tornando prazeroso o ato de aprender.Com o trabalho manual o aluno é convidado a fazer parte deste universo integrando conceitos e práticas e o resultado de tudo isso é o aprendizado.

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      Figura 6

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      Figura 7

      Formas de Registro

    • Realização de anotações pelos alunos se houver necessidade.
    • Realização de desenhos (veículo espacial).
    • Fotográfico pelo professor e/ou pelos alunos.

      Organização da Classe

      Em grupos de até quatro alunos.

      Informações Adicionais

      Esta atividade é recomendada que se realize com os alunos do Ensino Médio mas, nada impede que seja realizada com as demais turmas. Com os alunos menores é aconselhável que o professor demonstre o experimento não havendo manipulação dos alunos.O professor deverá adequar as explicações para cada turma. Segue abaixo sugestões de como abordar este tema nos vários níveis:

      1° e 2° ano (Ens. Fundamental)

      Sempre que pensamos em um foguete, imaginamos um objeto muito rápido deixando atrás de si um rastro de fogo. O fato é que isso nem sempre é verdade. O nosso foguete ao invés de soltar fogo, solta água e funciona muito bem!Para descobrir por que um foguete sobe, podemos imaginar uma experiência bem simples. Pegue uma bola de soprar e encha bastante. Cuidado para não estourar! Agora solte a bola. Você já deve saber que a bola vai sair voando como uma louca, sem direção. Isso acontece porque quando você solta o bico da bola, o ar que estava preso dentro dela começa a sair e desloca a bola para frente.

      A mesma coisa acontece com o nosso foguete. Quando misturamos o vinagre com o bicarbonato de sódio, que esta dentro da trouxinha de papel, acontece uma reação química que solta um gás. É como se alguém estivesse colocando ar para dentro da garrafa. Chega uma hora que tem tanto ar dentro da garrafa que a rolha não agüenta. O ar e a água escapam para fora empurrando a garrafa para cima. Do mesmo modo que o ar empurrou a bola de soprar.

      Isso quer dizer que... o importante para que um foguete subir é que ele jogue alguma coisa para trás. Pode ser o ar comum, algum gás especial ou até mesmo um líquido como a água.

      3° ao 5° ano (Ens. Fundamental)

      Sempre que um foguete está funcionando, ele esta jogando alguma coisa para trás. Na grande maioria das vezes, ele esta jogando gases muito quentes. É o caso dos foguetes que vemos na televisão levando satélites para o espaço. Mas na verdade, o que interessa é que algum tipo de substância seja jogada para trás. Quando isso acontece, aparece uma força que desloca o foguete para o outro lado.

      Experimente encher uma bola de aniversário (não amarre o bico da bola, mantenha-o apenas pressionado), fixe-a a um canudinho de refresco usando fita durex. Agora passe um pedaço de barbante de uns 5 metros de comprimento pelo canudinho e estique-o amarrando as suas extremidades em duas cadeiras. Agora é só largar o bico e observar a bola sendo empurrada para a frente a medida que o ar é empurrado para trás.

      Vamos entender por que o foguete sobe: temos uma garrafa de plástico fechada com rolha e uma mistura de vinagre e bicarbonato de sódio no seu interior. O bicarbonato de sódio é um pó branco usado para melhorar a aparência de alguns alimentos. Essa mistura solta um gás dentro da garrafa e a medida que o tempo vai passando, a quantidade de gás no interior vai aumentando até que a rolha não agüenta mais e sai. Quando isso acontece, o ar e a água são empurrados para fora e jogam a garrafa para cima.

      6° ao 9° ano (Ens. Fundamental)

      Para entender como funciona o nosso foguete, vamos começar falando de uma lei chamada de Ação e Reação. Experimente sentar sobre um skate segurando uma bola de futebol. Se você a jogar com velocidade, como se estivesse cobrando um lateral de uma partida de futebol, o skate se move para o lado oposto ao que a bola foi arremessada. Isso quer dizer que você empurrou a bola, mas a bola também te empurrou. Viu? Isso é Ação e Reação.

      O nosso foguete funciona porque o vinagre e o bicarbonato de sódio, que esta embrulhado na trouxinha de papel, reagem entre si e formam um gás. Quanto mais gás é liberado, maior a pressão no interior da garrafa. A pressão chega a um ponto tal, que a rolha de cortiça é forçada a sair. Quando isso ocorre, a água é empurrada para fora em alta velocidade. A água por sua vez empurra a garrafa para cima.

      Toda vez que você vir um foguete funcionando, seja ele de brinquedo como o nosso ou um foguete da NASA, não tem jeito, sempre haverá algum tipo de substância sendo jogada para fora. É isso que impulsiona um foguete para cima. É por isso que um foguete pode voar para fora da atmosfera do nosso planeta, chegar na Lua e fazer o caminho de volta.

      Ensino Médio

      O princípio físico que viabiliza o funcionamento de um foguete é a Terceira Lei de Newton, a lei da Ação e Reação: "a toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade e sentido contrário". Podemos ainda aprimorar a nossa compreensão incluindo a Conservação do Momento Linear. O momento (massa x velocidade) da garrafa de um lado e a água e o ar ejetados do outro, se anulam. A ação exercida pela água e ar expulsos é igual a variação do seu momento linear.

      Primeiramente, vamos identificar em que corpos agem a ação e a reação presentes no processo. Tudo começa com a reação química que ocorre entre o vinagre (ácido acético) e o bicarbonato de sódio. Tal reação libera CO2 (gás carbônico) com um progressivo aumento da pressão no interior da garrafa. A pressão aumenta a ponto da rolha escapar. Quando isso acontece, a água e o ar são violentamente expulsos (ação)e empurrando (reação) a garrafa na mesma direção e sentido oposto.

      Bibliografia

    • http://www.zenite.nu/
    • http://www.cometografia.com.br/missoes.htm
    • www.aloescola.com.br/ciencias/.../opceu6.htm
    • http://www.folha.uol.com.br/

      Dados adicionais

      Grupo de Usuários:  

      cesar augusto gadotti sobrinho

      Tema Gerador:  

      Exploração Espacial

      Nível:  

      Ensino Médio

      Termos Científicos:  

      Lei da ação e reação; propulsão; órbita; combustão; reação química; movimento linear; pressão

      Área:  

      astronomia

      Tema:  

      astronáutica

      Tópico:  

      foguetes

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